بررسی عملکرد ستون های بتنی مقاوم سازی شده با صفحات FRP تحت اثر بارگذاری انفجاری

با افزایش شمار حوادث تروریستی در سطح جهان, مقاومت سازه ها بخصوص سازه های بتنی در برابر انفجار و اثرپذیری آ ن ها تحت بارهای ناشی از انفجار, از اهمیت بسزایی برخورد است. طی چند دهه گذشته این حملات تروریستی در سراسر دنیا صدمات مالی و جانی بسیاری را بر جا گذاشته است. نتیجه این رویداد, احساس نیاز بیشتر مهندسان برای طراحی سازه های مقاوم در برابر انفجار بوده است. ستون های یک ساختمان از آنجا که به عنوان یکی از اجزای مهم هر سازه می باشند و خرابی حتی یکی از آن ها می تواند منجر به خرابی بخش یا کل سازه اصلی ساختمان شوند نیز می بایست در برابر این پدیده مورد ارزیابی قرار گیرند. هدف اصلی این پژوهش آن است که استفاده از ورق های FRP چه تاثیری بر عملکرد خمشی و برشی ستون های یک سازه در برابر انفجار دارد و اینکه آیا می توان با استفاده از تقویت با ورق های FRP به مقاومت لازم در برابر بارهای ناشی از انفجار دست یافت یا خیر. ستون های بتنی به عنوان یکی از المان های اصلی باربر سازه نقش مهمی در تحمل این نوع بارها دارند ارزیابی مقاومت و عملکرد برشی ستون های بتنی تقویت شده با صفحات FRP در برابر بارهای انفجاری از جمله نوآوری های این پژوهش می باشد که در پژوهش های گذشته کمتر بدان پرداخته شده است. استفاده از انفجار با شدت های مختلف و در فواصل به مختلف به منظور محاسبه ی شدت انفجار ایمن در هر فاصله ی مشخص از دیگر نوآوری های این پژوهش می باشد. به منظور ارزیابی عملکرد ستون های بتنی در برابر انفجار و تاثیر تقویت برشی آنها توسط صفحات FRP, ستون مربع شکل با ابعاد مشخص مقطع و با ارتفاع 3 متر در نظر گرفته شده است. ستون مذکور تحت انفجار 82 کیلوگرم TNT در فواصل مختلف از ستون قرار گرفته و تحلیل شده است. ستون بتنی با استفاده از صفحات FRP به صورت غلاف کامل تقویت شده و نتایج مقایسه شدند تا اثر تقویت بر عملکرد ستون بتنی در برابر انفجار بررسی شود. در ادامه با مدل سازی ساختمان بتنی 5 طبقه و در دو حالت بدون و با تقویت صفحات FRP در انتهای ستون و چشمه ی اتصال سعی گردیده با کنترل برش در این مناطق عملکرد ساختمان بتنی را بهبود بخشید. نتایج نشان می دهند استفاده از صفحات FRP در ستون بتنی تحت بارگذاری انفجاری باعث می شود جابجایی افقی کاهش محسوسی پیدا کرده و این کاهش در فواصل نزدیک تر, بیشتر می باشد, به طوری که در فواصل 5/2, 5 و 10 متری از خرج انفجاری به ترتیب با کاهش 6/52, 32 و 31 درصدی جابجایی افقی روبرو شدیم. همچنین استفاده از FRP موجب می گردد تا مقدار زیادی از انرژی جنبشی ناشی از انفجار به صورت خرابی سازه اتلاف گردد.